Helderste explosie in het ooit waargenomen universum tart de astronomietheorieƫn

Een mysterieuze explosie van licht die eerder dit jaar in de buurt van het sterrenbeeld Leo werd waargenomen, was in feite de helderste gammastraaluitbarsting ooit opgetekend en werd veroorzaakt door een extreem krachtige stellaire explosie, nieuwe onderzoeksrapporten.

Op 27 april observeerden verschillende satellieten - waaronder NASA's Swift-satelliet en Fermi Gamma-ray Space Telescope - een ongewoon felle burst van gammastraling. De ontploffing ontketende een energieke straal van deeltjes die met bijna de snelheid van het licht reed, aldus onderzoekers.

"We zagen plotseling een gammastraaluitbarsting die extreem helder was - een monster-gammastraaluitbarsting," studeerde co-auteur Daniele Malesani, een astrofysicus bij het Niels Bohr Instituut aan de Universiteit van Kopenhagen in Denemarken, zei in een verklaring. "Dit was één van de krachtigste gammastraaluitbarstingen die we ooit hebben waargenomen met de Swift-satelliet." [Top 10 gekste dingen in de ruimte]

De gamma-burst-burst werd beschreven in een reeks studies die vandaag online zijn gepubliceerd (21 november) in het tijdschrift Science.

Gamma-ray bursts, of GRB's, zijn de meest krachtige soorten explosies in het universum en markeren meestal de vernietiging van een massieve ster. De originele sterren zijn te zwak om gezien te worden, maar de supernova-explosies die de doodsstrijd van een ster signaleren, kunnen hevige uitbarstingen van gammastraling veroorzaken, aldus onderzoekers.

Gamma-ray bursts zijn meestal kort maar extreem helder. Toch hebben telescopen op de grond het moeilijk om ze waar te nemen omdat de atmosfeer van de aarde de gammastraling absorbeert.

De extreem heldere gammastraaluitbarsting eerder dit jaar, officieel GRB 130472A genoemd, vond plaats in een melkwegstelsel van 3,6 miljard lichtjaar verwijderd van de aarde, dat, hoewel nog ver weg, minder dan de helft is van de afstand waarop gammaflitsen hebben plaatsgevonden. eerder gezien. Deze nauwere nabijheid van astronomen op Aarde stelde voor de eerste keer vast dat één object tegelijkertijd een krachtige GRB en een supernova-explosie kan creëren.

"We detecteren normaal gesproken GRB's op grote afstand, wat betekent dat ze meestal vrij zwak lijken", schreef co-auteur Paul O'Brien, een astronoom aan de Universiteit van Leicester in het Verenigd Koninkrijk, in een verklaring. "In dit geval vond de burst slechts een kwart van de weg over het universum plaats - wat betekent dat het heel helder was. Bij deze gelegenheid werd ook een krachtige supernova geproduceerd - iets dat we niet eerder samen met een krachtige GRB hebben opgenomen - en we zullen nu probeer dit voorval te begrijpen. "

De straal geproduceerd door de gammastraaluitbarsting werd gevormd toen een massieve ster op zichzelf instortte en in het midden een zwart gat creëerde. Dit veroorzaakte een explosiegolf die ervoor zorgde dat de stellaire resten zich uitzetten, waardoor een gloeiende puinhoop ontstond die werd waargenomen als een extreem heldere supernova-explosie.

Na het analyseren van de eigenschappen van het licht geproduceerd door de gammastraaluitbarsting, bepaalden wetenschappers dat de oorspronkelijke ster slechts drie tot vier keer zo groot was als de zon, maar 20 tot 30 keer meer massief. Deze uiterst compacte ster draaide ook snel, aldus de onderzoekers.

De GRB was de helderste en meest energieke die ooit getuige was en activeerde dynamische interne en externe schokgolven die nog steeds niet goed worden begrepen. Hoewel wetenschappers een duidelijker beeld hebben van de gewelddadige explosie, blijven er mysteries over. Zo ontdekten ruimtetelescopen meer fotonen en meer energierijke gammastralen dan theoretische modellen voorspeld voor een gammastraaluitbarsting van deze omvang.

Onderzoekers zijn nog steeds aan het onderzoeken waarom de energieniveaus die met GRB 130472A worden waargenomen, niet helemaal overeenkomen met voorspellingen van bestaande modellen van gamma-bursts. Hun resultaten kunnen leiden tot meer verfijnde theorieën over hoe deeltjes worden versneld, waardoor astronomen het gedrag van kosmische gebeurtenissen beter kunnen voorspellen.

"Het hele leuke aan deze GRB is dat omdat de exploderende materie met bijna de snelheid van het licht reed, we relativistische schokken konden observeren," studeerde co-auteur Giacomo Vianello, een postdoctoraal wetenschapper aan de Stanford University in Californië, zei in een verklaring. "We kunnen geen relativistische schok maken in het laboratorium, dus we weten echt niet wat erin gebeurt, en dit is een van de belangrijkste onbekende veronderstellingen in het model. Deze waarnemingen dagen de modellen uit en kunnen ons leiden naar een beter begrip van fysica."